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LVS负载均衡群集部署——DR直接路由模式

天使魔鬼 2022-02-14 阅读 127

未完待续

一、 LVS-DR 工作原理

LVS-DR(Linux Virtual Server Director Server)工作模式,是生产环境中最常用的一 种工作模式。

  • LVS-DR 模式,Director Server 作为群集的访问入口,不作为网关使用
  • 节点 Director Server 与 Real Server 需要在同一个网络中,返回给客户端的数据不需要经过 Director Server。
  • 为了响应对整个群集的访问,Director Server 与 Real Server 都需要配置 VIP 地址。

  • 客户机发起请求,经过调度服务器(lvs),经过算法调度,去访问真实服务器(RS)

  • 由于不原路返回,客户机不知道,真实主机的ip地址,

  • 所以只能通过调度服务器的外网ip(vip)去反回报文信息。

二、 数据包流向分析

  • 客户端发送请求到 Director Server,请求的数据报文(源 IP 是 CIP,目标 IP 是 VIP) 到达内核空间。
  • Director Server 和 Real Server 在同一个网络中,数据通过二层数据链路层来传输。
  • 内核空间判断数据包的目标 IP 是本机 VIP,此时 IPVS 比对数据包请求的服务是否是集群服务,是集群服务就重新封装数据包。修改源 MAC 地址为 Director Server 的 MAC 地址,修改目标 MAC 地址为 Real Server 的 MAC 地址,源 IP 地址与目标 IP 地址没有改 变,然后将数据包发送给 Real Server。
  • 到达 Real Server 的请求报文的 MAC 地址是自身的 MAC 地址,就接收此报文。数 据包重新封装报文(源 IP 地址为 VIP,目标 IP 为 CIP),将响应报文通过 lo 接口传送给物理 网卡然后向外发出。
  • Real Server 直接将响应报文传送到客户端。

三、LVS-DR 模式的特点

  • Director Server 和 Real Server 必须在同一个物理网络中。
  • Real Server 可以使用私有地址,也可以使用公网地址。如果使用公网地址,可以通过 互联网对 RIP 进行直接访问。
  • 所有的请求报文经由 Director Server,但回复响应报文不能经过 Director Server。
  • Real Server 的网关不允许指向 Director Server IP,即不允许数据包经过 Director S erver。
  • Real Server 上的 lo 接口配置 VIP 的 IP 地址。

四、ARP问题

4.1第一次访问完整(不考虑实际问题)

客户端---->外网地址12.0.0.188      12.0.0.188---->客户端 
#12.0.0.18-----客户端 客户端会直接丢弃
对每台真实服务器配置外网地址 12.0.0.188
12.0.0.188------>客户端

4.2问题一:IP 地址冲突

在LVS-DR负载均衡集群中,负载均衡器与节点服务器都要配置相同的VIP地址,在局域网中具有相同的IP地 址。势必会造成各服务器ARP通信的紊乱

  • 当ARP广播发送到LVS-DR集群时,因为负载均衡器和节点服务器都是连接到相同的网络上,它们都会接收到ARP广播

  • 只有前端的负载均衡器进行响应,其他节点服务器不应该响应ARP广播

解决方法:

  • 对节点服务器进行处理,使其不响应针对VIP的ARP请求

  • 用虚接口lo:0承载VIP地址

  • 设置内核参数arp_ ignore=1: 系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求

路由器发送ARP请求(广播)
ARP---->广播去找ip地址解析成mac地址
默认使用调度服务器上的外网地址(vip地址)响应,
需要在真实服务器上修改内核参数
使真实服务器只对自己服务器上的真实IP地址响应ARP解析。

4.3问题二:第二次再有访问请求

RealServer返回报文(源IP是VIP)经路由器转发,重新封装报文时,需要先获取路由器的MAC地址,发送ARP请求时,Linux默认使用IP包的源IP地址(即VIP)作为ARP请求包中的源IP地址,而不使用发送接口的IP地址,路由器收到ARP请求后,将更新ARP表项,原有的VIP对应Director的MAC地址会被更新为VIP对应RealServer的MAC地址。路由器根据ARP表项,会将新来的请求报文转发给RealServer,导致Director的VIP失效

解决方法:

对节点服务器进行处理,设置内核参数arp_announce=2:系统不使用IP包的源地址来设置ARP请求的源地址,而选择发送接口的IP地址

路由器上绑定了 真实服务器1的mac信息,
#请求到达真实服务器
在真实服务器上修改内核参数
只对所有服务器真实网卡上的地址进行反馈,解析

五、部署LVS-DR集群

#环境简介
DR 服务器:192.168.80.129
web 服务器1192.168.80.128
web 服务器2192.168.80.130
vip(虚拟回环):192.168.80.188
客户端:192.168.80.133

5.1配置负载调度器

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

2. #安装ipvsadm工具
yum install ipvsadm.x86_64 -y

3. #配置虚拟IP地址(VIP:192.168.80.188)
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:0
vim ifcfg-ens33:0
#删除UUID,dns与网关,注意子网
NAME=ens33:0
DEVICE=ens33:0
IPADDR=192.168.80.188
NETMASK=255.255.255.255

4. #重启网络服务、启动网卡
systemctl restart network
ifup ifcfg-ens33:0

5. #调整/proc响应参数
#对于 DR 群集模式来说,由于 LVS 负载调度器和各节点需要共用 VIP 地址,应该关闭 Linux 内核的重定向参数响应服务器不是一台路由器,那么它不会发送重定向,所以可以关闭该功能
vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects = 0

6. #刷新配置
sysctl -p

7. #加载模块
modprobe ip_vs
cat /proc/net/ip_vs

8. #配置负载分配策略,并启动服务
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service

9. #清空ipvsadm,并做策略
##添加真实服务器-a 指定VIP地址及TCP端口-t 指定RIP地址及TCP端口 -r 指定DR模式-g
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.80.188:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.128:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.80.188:80 -r 192.168.80.130:80 -g

10. #保存设置
ipvsadm
ipvsadm -ln
ipvsadm-save >/etc/sysconfig/ipvsadm

关闭防火墙,安装ipvsadm工具

配置虚拟IP地址(VIP:192.168.80.188)

重启网络服务、启动网卡 

调整/proc响应参数 

刷新配置

加载模块

 

 配置负载分配策略,并启动服务

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